[发明专利]紫外可见光谱降噪综合评价参数及其去噪方法

说明书

本发明公开了一种紫外可见光谱降噪综合评价参数及其去噪方法，包括以下步骤：定义降噪综合评价参数YTA＝(MSE·SA)/SNR，YTA越小表示光谱降噪效果越好，其中，SA为光谱角，SNR为信噪比，MSE为均方误差；通过使用不同的去噪工具获取MSE、SA和SNR的值并计算获得多组降噪综合评价参数YTA，比较多组降噪综合评价参数YTA输出，获得最优去噪工具的参数组合。其去噪快速，失真度小，重现性好，可以大大提高信号的信噪比。

技术领域

本发明涉及紫外可见光谱水质检测技术领域，具体涉及一种紫外可见光谱降噪综合评价参数及其去噪方法。

背景技术

紫外可见光谱法水质参数监测与传统的湿化学法相比具有无需使用试剂环境友好，检测速度快，可以实现同时多参数检测等优点。然而紫外可见光谱法检测数据的有效性以及准确性会受到紫外可见光谱噪声的影响。因此对光谱数据噪声处理的好坏直接影响光谱法检测到的水质数据的准确性。紫外-可见吸收光谱水质参数检测中的噪声来源主要有脉冲氙灯、光路和微型光谱仪三部分。脉冲氙灯输出的光强会出现非平稳跳变，表现为突变脉冲干扰噪声；其中还存在电路各模块间的干扰和电源噪声干扰。光路中采用的抗紫外石英光纤，由于光纤断面、光纤接口的衰减、芯径不均匀等原因，会对测量吸收光谱产生干扰。微型光谱仪输出信号中含有高斯白噪声、分形噪声等，且光谱仪本身含有固有的多类噪声，如杂散光造成低频背景噪声和由暗电流噪声、转移噪声所组成的高频噪声，都会对测量结果产生一定影响。因此，需要寻找一定的方法来消除这些噪声干扰，提高测量精准度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种一种紫外可见光谱降噪综合评价参数及其去噪方法，其去噪快速、失真度小、重现性好。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基紫外可见光谱降噪综合评价参数，所述降噪综合评价参数YTA＝(MSE·SA)/SNR，YTA越小表示光谱降噪效果越好，其中，SA为光谱角，SNR为信噪比，MSE为均方误差。

本发明公开了一种基于小波分析的紫外可见光谱去噪方法，包括以下步骤：

S1、定义降噪综合评价参数YTA＝(MSE·SA)/SNR，YTA越小表示光谱降噪效果越好，其中，SA为光谱角，SNR为信噪比，MSE为均方误差；

S2、通过使用不同的去噪工具获取MSE、SA和SNR的值并计算获得多组降噪综合评价参数YTA，比较多组降噪综合评价参数YTA输出，获得最优去噪工具的参数组合。

作为优选的，所述S2具体包括：

S21、选用matlab中的wden小波分析函数作为去噪工具，所述wden小波分析函数的去噪参数包括阈值时域函数TPTR、阈值使用方法SORH、阈值调整函数SCAL、小波分解层数N和小波基函数；

S22、遍历S21中所有的wden小波分析函数并计算降噪综合评价参数YTA，获得多组降噪综合评价参数YTA输出；

S23、比较多组降噪综合评价参数YTA输出以获得最优参数组合。

作为优选的，所述阈值时域函数TPTR包括rigrsure无偏估计、heursure启发式阈值、sqtwolog固定式阈值和minimaxi极大极小阈值。

作为优选的，所述阈值使用方法SORH包括h硬阈值和S软阈值。

作为优选的，所述阈值调整函数SCAL包括one、sln、mln，其中，one表示不随噪声水平变化，sln表示根据第一层小波分解的噪声水平进行调整，mln表示根据每一层小波分解的噪声水平进行调整

作为优选的，小波分解层数N为1-11。

作为优选的，所述小波基函数包括Daubechines小波系、Symlets小波系、Coiflet小波系和Biorthogonal。